新版《水閘設(shè)計規(guī)范》幾點(diǎn)學(xué)習(xí)體會和使用建議

季 安，趙 晉，郭士紅，李龍起

(山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟(jì)南 250013)

SL 265—2016《水閘設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱新版規(guī)范)于2017年2月28日正式實(shí)施，新版規(guī)范相對SL 265—2001《水閘設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱舊版規(guī)范)進(jìn)行了較大修訂，其頒布實(shí)施對實(shí)現(xiàn)水閘設(shè)計的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高水閘設(shè)計水平有重要指導(dǎo)意義。每一位水利設(shè)計工作者都應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)領(lǐng)會新版規(guī)范的條文規(guī)定，并及時應(yīng)用到實(shí)際工作中，下面結(jié)合水閘設(shè)計中幾個關(guān)鍵性技術(shù)問題，通過新舊版規(guī)范相關(guān)條文對比，談一下學(xué)習(xí)和使用新版規(guī)范的幾點(diǎn)體會和使用建議。

1 露頂式閘門頂超高

舊版規(guī)范4.2.17條規(guī)定：“露頂式閘門頂部應(yīng)在可能出現(xiàn)的最高擋水位以上有0.3～0.5m的超高[2]”，該條規(guī)定作為必須嚴(yán)格執(zhí)行的強(qiáng)制性技術(shù)要求納入了2016年版《水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》。近年來部分地區(qū)修建的一些景觀攔河閘，要求閘門頂能夠過水形成瀑布效果，同時，在水資源日益寶貴的今天，減少或不設(shè)門頂加高，可以充分利用閘門擋水，增加閘前蓄水面積和蓄水量，其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此，新版規(guī)范適當(dāng)放松了對露頂式閘門頂部在最高擋水位以上的預(yù)留加高要求，將該條文修訂為4.2.19條：“露頂式閘門頂部宜在可能出現(xiàn)的最高擋水位以上有不小于0.3m的加高；當(dāng)有特殊要求時，在保證下游安全的前提下，也可適當(dāng)減少或不留加高[1]”，而且修訂后該條文不再屬于強(qiáng)制性條文。新版規(guī)范為發(fā)揮水閘生態(tài)景觀功能提供了技術(shù)支撐，這就要求技術(shù)人員在景觀水閘設(shè)計工作中充分考慮閘門運(yùn)用的特殊工況，做好閘門自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計和閘室下游消能防沖設(shè)計，確保工程安全。

2 地基計算及地基處理設(shè)計

2.1 新版規(guī)范刪除了可不進(jìn)行沉降計算的相關(guān)條文

對于對沉降變形要求不是很高的一般水閘，如果地質(zhì)條件較好，為減少設(shè)計人員工作量，舊版規(guī)范8.1.9條規(guī)定：“凡屬下列情況之一者，可不進(jìn)行地基沉降計算：巖石地基；礫石、卵石地基；中砂、粗砂地基；大型水閘標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于15擊的粉砂、細(xì)砂、砂壤土、壤土和粘土地基；中、小型水閘標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于10擊的壤土及粘土地基[2]”，要求設(shè)計人員根據(jù)具體工程實(shí)際自行判斷是否進(jìn)行沉降變形計算。但現(xiàn)實(shí)工作中對沉降變形較高的水閘工程，地基條件雖然符合舊版規(guī)范規(guī)定的可不進(jìn)行地基沉降計算的情況，但如果不進(jìn)行地基處理或處理措施不當(dāng)，閘室與翼墻之間可能產(chǎn)生較大不均勻沉降，影響水閘結(jié)構(gòu)安全和正常使用。

針對這一問題，新版規(guī)范刪除了“可不進(jìn)行地基沉降計算”的相關(guān)條文，從而避免在一些對沉降變形要求較高的大型水閘設(shè)計時，設(shè)計人員僅僅根據(jù)地基條件，憑借主觀定性判斷，作出不進(jìn)行地基沉降計算和不做地基處理的結(jié)論，給水閘工程結(jié)構(gòu)安全和正常使用留下隱患。

2.2 新版規(guī)范加強(qiáng)了復(fù)合地基的推廣應(yīng)用

舊版規(guī)范規(guī)定土基常用處理方法包括：墊層法、強(qiáng)力夯實(shí)法、振動水沖法、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等，同時注明深層攪拌法、高壓噴射法等其他地基處理方法，經(jīng)論證后也可采用[2]。舊版規(guī)范重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了墊層法、強(qiáng)力夯實(shí)法、振動水沖樁、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等傳統(tǒng)、成熟工藝的應(yīng)用，而對深層攪拌法、高壓噴射法等復(fù)合地基的應(yīng)用十分謹(jǐn)慎。這是由于當(dāng)時條件下，國內(nèi)對深層攪拌法、旋噴樁等復(fù)合地基理論研究尚不適應(yīng)工程實(shí)踐的需要，缺乏相關(guān)技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)，施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，出現(xiàn)了一些工程事故，水閘設(shè)計人員及行業(yè)主管部門均對其均持懷疑態(tài)度。

在水閘地基處理中，深層攪拌樁等復(fù)合地基和剛性樁基礎(chǔ)相比有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：一方面深層攪拌樁等復(fù)合地基可以充分發(fā)揮樁間土的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)地基和上部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)變形，避免采用剛性樁基礎(chǔ)可能帶來的建筑物基礎(chǔ)與地基接觸面之間的“脫空”現(xiàn)象；另一方面，深層攪拌樁、旋噴樁等具有施工速度快、振動小、無噪音和基本沒有污染等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著深層攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范陸續(xù)出臺，設(shè)計、施工技術(shù)水平日益提高，深層攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等復(fù)合地基處理措施在水閘地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。新版規(guī)范與時俱進(jìn)，專門增加了8.4.7、8.4.8、8.4.9三個條文，對水泥土攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等復(fù)合地基在水閘地基處理中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，對其推廣應(yīng)用起到了規(guī)范、引導(dǎo)作用。

新版規(guī)范8.4.7條對水泥土攪拌樁布置范圍進(jìn)行了明確要求，指出水泥土攪拌樁布置范圍“應(yīng)超出建筑物底板外緣一定寬度。其超出底板外緣的最小寬度可按公式(8.4.7)計算[1]：”，即要求加固處理的范圍要超出按應(yīng)力擴(kuò)散法計算的寬度。同時，新版規(guī)范條文說明中指出：“超出基底外緣的最小寬度，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際布置的深層攪拌樁至少要超出基底外緣0.5～1.0m[1]”。要求設(shè)計人員需要根據(jù)建筑物級別、投資要求等，在保證工程安全的前提下，針對工程的特點(diǎn)合理確定水泥土攪拌樁布置范圍。

為充分發(fā)揮樁間土的作用，深層攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等復(fù)合地基樁與上部結(jié)構(gòu)底板之間宜設(shè)置一定厚度的褥墊層，新版規(guī)范中未對水閘工程復(fù)合地基上部的褥墊層設(shè)計做出明確要求，建議設(shè)計人員參考執(zhí)行JGJ79- 2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。在褥墊層材料的選用方面，設(shè)計人員應(yīng)考慮水閘工程的特點(diǎn)，在沒有防滲要求的部位，可以采用中砂、粗砂、級配砂石等作為褥墊層材料[4]，而對于上游翼墻、閘室等有防滲要求的部位，為防止?jié)B漏量過大、避免留下滲流安全隱患，褥墊層不宜采用砂石等強(qiáng)透水材料，建議采用水泥土等代替。

2.3 新版規(guī)范對閘基采用剛性樁基礎(chǔ)的安全隱患高度重視

在新版規(guī)范中，有兩處條文對閘基采用剛性樁基礎(chǔ)可能存在的安全隱患予以說明。一處是新版規(guī)范4.3.9條，該條為新增條文，規(guī)定如下：“當(dāng)閘基采用剛性樁基礎(chǔ)時，應(yīng)采取防止底板底部接觸沖刷或滲透破壞的措施[1]”；另一條是新版規(guī)范8.4.10條，該條文是對舊版規(guī)范相關(guān)條文的修訂，舊版規(guī)范規(guī)定：“當(dāng)防滲段底板下采用端承型樁時，應(yīng)采取防止底板底面接觸沖刷的措施[2]”，新版規(guī)范修訂為：“當(dāng)防滲段底板下采用剛性樁時，應(yīng)采取防止底板底面接觸沖刷的措施[1]”，新版規(guī)范要求閘基不論是采用摩擦型還是端承型樁，均應(yīng)采取防止底板底面接觸沖刷的措施。

新版規(guī)范中有兩處條文針對同一問題予以說明，可見新版規(guī)范對閘基采用剛性樁基礎(chǔ)存在的安全隱患十分重視，這就要求技術(shù)人員在閘基采用剛性樁基礎(chǔ)時一定要做好閘基底部防滲處理，比如在防滲段底板上游端設(shè)截水槽或垂直防滲體，加強(qiáng)分縫之間止水等，以免留下安全隱患。

3 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及措施

新版規(guī)范體現(xiàn)了對水閘地震災(zāi)害預(yù)防工作的重視，增加了“7.6結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及措施”一節(jié)，對地基抗液化加固處理措施提出了更加明確的技術(shù)要求，例如，采用砂性土置換進(jìn)行地基抗液化加固處理時，要求砂性土相對密度不應(yīng)小于0.8[1]。需要提醒的是，在水閘抗震設(shè)計中，除了按照中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖確定的抗震設(shè)防要求進(jìn)行抗震設(shè)防外，還要滿足所在地區(qū)的地方法規(guī)、條例的設(shè)防要求。比如，山東省根據(jù)其經(jīng)濟(jì)水平和地震特點(diǎn)，2017年12月1日起頒布實(shí)施了《山東省建設(shè)工程抗震設(shè)防條例》，明確要求山東省建設(shè)工程全部按照不低于地震動峰值加速度分區(qū)值0.10g確定抗震設(shè)防，消除了省內(nèi)六度以下抗震設(shè)防區(qū)域。

4 結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水閘工程從單一的防洪減災(zāi)功能向防洪減災(zāi)結(jié)合生態(tài)景觀等多功能轉(zhuǎn)變，新版規(guī)范總結(jié)了近年來我國水閘工程建設(shè)和運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為發(fā)揮水閘防洪、景觀等綜合功能提供了技術(shù)支撐，對新材料、新技術(shù)的應(yīng)用給予了規(guī)范和引導(dǎo)，將對我國新時代水閘設(shè)計工作起到頂層指導(dǎo)作用。

本文結(jié)合露頂式閘門頂高程的確定、地基計算、基處理設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及措施等幾個關(guān)鍵性技術(shù)問題，通過新舊版規(guī)范相關(guān)條文的對比，給出了學(xué)習(xí)和使用新版規(guī)范的一些體會和建議，供相關(guān)設(shè)計、科研和工程管理人員在工作中參考。